Unity3D Shader 入门之简单案例的实现（通过法线实现颜色变化）

在没有接触Unity3D  Shader 之前，总感觉shader特别神奇，因为听说是对渲染流水线进行编程，就是对GPU进行编程。听着特别高大上。这不，最近刚刚接触Shader,学了几个小案例，然后本文作为学习笔记将这个小案例的实现记录下来。

笔者也是刚开始学习shader 没几天。在刚开始学shader 的时候，刚觉shader好难，面对shader一些奇怪的语法和一些语义，有点让人头疼。学着感觉一头雾水，因为在学一些小案例之前还需要学习（复习）一些数学知识，因为涉及到坐标空间的转换，所以看了很多矩阵运算和其他的一些数学知识。

我想很多学shader的人和我一样吧，刚开始接触shader的时候，发觉好难，我觉是因为没有实现过一些小案例，所以让shader披上了一层神秘的面纱。等实现了一些小案例就会发现，原来这东东是这样玩的···

接下来我们就来实现一个小案例，效果如下图：

然后来看看实现这种效果的过程

1.首先我们先建立一个测试项目，然后创建一个material(材质) 和 shader  ，在场景中创建一个球体和胶囊体。

2.把创建的shader赋给材质：

3.接下来就打开编辑器对shader进行编辑。

在此之前我们先来简单了解以下shader框架

Shader "Custom/myshader"{
    Properties
    {
              // 属性
    }
    Subshader
    {
              // 用于实现效果
    }
}
        

简单了解过后，我们在Properties区域添加我们所需要的属性

    Properties
    {
        _Color("Base Color",color)=(1,1,1,1)
        _MainTex("Base(RGB)",2D) = "white"{}
    }

属性将会显示在材质的属性面板上，我们就可以通过面板对上面两个属性进行值的变换。为了让美术和程序员合作，在shader中属性的定义就是作为一个接口，程序员定义这个接口让美术来调节渲染效果。

然后来看shader的核心部分，Subshader

Subshader
    {
     Tags{"Queue" = "transparent"  "RenderType" = "transparent"  "IgoreProjector" = "true" }     // 定义渲染所需要的一些标签，读者可以去查阅其他资料进行了解，在此不再累述
     Blend  SrcAlpha  oneMinusSrcAlpha     // 混合
     pass          // 渲染通道   注：一个Subshader里可以有多个pass
     {
        CGPROGRAM                 // 开始CG代码
        #pragma vertex vert       // 重点，对顶点vert函数进行声明 
        #pragma fragment frag     // 对片元frag函数进行声明
        #include "UnityCG.cginc"  // 引入需要的文件（就像C++语言里的include一样）

        sampler2D _MainTex;  // 变量名称要和properties中的变量名称相同，这个变量就有值了。
        float4 _Color;       // 同上

        struct v2f        // 结构体的定义是为了 vert  到   frag  的过度
        {
            float4 pos : POSITION;
            float4 uv   : TEXCOORD;
            float4 col :COLOR;
        };
        v2f vert(appdata_base v)    // appdata_base 来自于UnityCG.cginc    
        {
            v2f  o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);   // 坐标空间的转换
            o.uv = v.texcoord;
            o.col.xyz = v.normal*0.5+0.5;   // 法线的取值范围是-1到1   所以先乘0.5让范围到-0.5到0.5  ，在加上0.5，就符合颜色的取值范围了。
            o.col.w = 1.0;
            return o;
        }
        half4 frag(v2f i) :COLOR 
        {
            half4 h = i.col;     // 赋值颜色
            return h;
        }
        ENDCG         // 结束CG代码
     }

写的很简要，不过对于对shader有一小点了解的读者来说可以理解了。

以下是完整源码：

Shader "Custom/myshader"{
    Properties
    {
        _Color("Base Color",color)=(1,1,1,1)
        _MainTex("Base(RGB)",2D) = "white"{}
    }
    Subshader
    {
     Tags{"Queue" = "transparent"  "RenderType" = "transparent"  "IgoreProjector" = "true" }
     Blend  SrcAlpha  oneMinusSrcAlpha     
     pass 
     {
        Cull off
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag
        #include "UnityCG.cginc"

        sampler2D _MainTex;
        float4 _Color;

        struct v2f
        {
            float4 pos : POSITION;
            float4 uv   : TEXCOORD;
            float4 col :COLOR;
        };
        v2f vert(appdata_base v)
        {
            v2f  o;
            o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            o.uv = v.texcoord;
            o.col.xyz = v.normal*0.5+0.5;   
            o.col.w = 1.0;
            return o;
        }
        half4 frag(v2f i) :COLOR 
        {
            half4 h = i.col;
            return h;
        }
        ENDCG
     }
    }
}